摘要：分析了熱繼電器和電子繼電器的工作原理及特點(diǎn)，比較了兩種熱繼電器的各項(xiàng)性能。

關(guān)鍵詞：熱繼電器；過載保護(hù)；過流

引言

三相異步電動(dòng)機(jī)在工業(yè)中應(yīng)用很廣泛。為了降低生產(chǎn)成本，保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行，對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)可以采用熱繼電器保護(hù)。熱繼電器雖然對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)可起到一定的保護(hù)作用，但也存在著一定的缺點(diǎn)，如繼電器反應(yīng)不夠靈敏，可能導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)繞組燒毀。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電子繼電器應(yīng)運(yùn)而生，由于其性能穩(wěn)定可靠、靈敏度高，必將逐步替代熱繼電器，成為保護(hù)電動(dòng)機(jī)的可靠衛(wèi)士。

1 熱繼電器

1．1 熱繼電器的工作原理

熱繼電器是用于電動(dòng)機(jī)或其他電氣設(shè)備、電氣線路過載保護(hù)的保護(hù)電器。電動(dòng)機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中，如拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械進(jìn)行工作的過程中，若機(jī)械出現(xiàn)不正常的情況或電路異常使電動(dòng)機(jī)遇到過載，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降、繞組中的電流將增大，使電動(dòng)機(jī)的繞組溫度升高。如果過載電流不大且過載時(shí)間較短，電動(dòng)機(jī)的繞組不超過允許溫升，這種過載是允許的；但如果過載時(shí)間長(zhǎng)、過載電流大，電動(dòng)機(jī)繞組的溫升就會(huì)超過允許值，使電動(dòng)機(jī)繞組老化，縮短電動(dòng)機(jī)的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)闺妱?dòng)機(jī)繞組燒毀。熱繼電器就是利用電流的熱效應(yīng)原理，在出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)不能承受的過載時(shí)切斷電動(dòng)機(jī)電路，為電動(dòng)機(jī)提供過載保護(hù)的保護(hù)電器。

使用熱繼電器對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過載保護(hù)時(shí)，將熱元件與電動(dòng)機(jī)的定子繞組串聯(lián)，將熱繼電器的常閉觸頭串聯(lián)在交流接觸器的電磁線圈的控制電路中，并調(diào)節(jié)整定電流調(diào)節(jié)旋鈕，使人字形撥桿與推桿相距適當(dāng)距離。在電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，通過熱元件的電流即為電動(dòng)機(jī)的額定電流，熱元件發(fā)熱后雙金屬片受熱彎曲，使推桿恰好與人字形撥桿接觸而又不能推動(dòng)人字形撥桿。常閉觸頭處于閉合狀態(tài)，交流接觸器保持吸合，電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行。

若電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)過載情況，繞組中的電流增大，通過熱繼電器元件中的電流增大，使雙金屬片溫度升得更高，金屬片的彎曲程度加大并推動(dòng)人字形撥桿，而人字形撥桿又推動(dòng)常閉觸頭使觸頭斷開，從而斷開交流接觸器線圈電路，使接觸器釋放、切斷電動(dòng)機(jī)的電源，電動(dòng)機(jī)停車而得到保護(hù)。

1．2 熱繼電器保護(hù)功能的不足

（1）功耗大。由于電動(dòng)機(jī)主回路運(yùn)行電流直接通過繼電器，功耗大、發(fā)熱嚴(yán)重，可能造成熱繼電器誤跳閘，影響正常生產(chǎn)。

（2）設(shè)定值不準(zhǔn)確，動(dòng)作誤差大。熱繼電器動(dòng)作的設(shè)定值是通過手動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)械旋鈕來設(shè)定，其調(diào)節(jié)誤差大。

（3）動(dòng)作精度差。過流保護(hù)是當(dāng)通過電路的電流超過一定值時(shí)引起熱繼電器的熱敏金屬片發(fā)熱變形而使繼電器動(dòng)作，切斷回路。隨著熱敏應(yīng)變片使用次數(shù)的增多，其反應(yīng)變得遲緩，并且受外部環(huán)境如溫度、粉塵、回路電阻等因素的影響，動(dòng)作精度變差。

（4）熱繼電器反時(shí)限特性單一。該特性是由其自身結(jié)構(gòu)和金屬片的材質(zhì)決定的。

（5）斷相保護(hù)功能差。熱繼電器對(duì)電動(dòng)機(jī)斷相故障的反應(yīng)不靈敏，經(jīng)常是熱繼電器雖已動(dòng)作，但電動(dòng)機(jī)已燒壞。

1．3 電動(dòng)機(jī)的常見故障

電動(dòng)機(jī)內(nèi)部故障主要有斷路、匝間短路、接地3種，常發(fā)生在引出線、元件接頭處。外部故障主要有斷相、過電流2種，斷相往往是由于電動(dòng)機(jī)引出線與外部接線脫落引起的，過電流是由于電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)關(guān)與熱繼電器雙重保護(hù)裝置，斷相及過電流主要是依靠熱繼電器進(jìn)行保護(hù)。

2 電子繼電器

電子繼電器出現(xiàn)后，該玻璃廠選用SK一2000A、B、C智能電子繼電器代替原來的熱繼電器作為電動(dòng)機(jī)保護(hù)元件。SK一2000A、B、C型智能電子繼電器分別適用于功率為1～5 kW、5～25 kW、17．5～40 kW的電動(dòng)機(jī)。經(jīng)過1年時(shí)間的使用，發(fā)現(xiàn)電子繼電器動(dòng)作可靠、靈敏，并且該繼電器的外形尺寸與原熱繼電器相差不大，因而控制線路改動(dòng)不大。

2．1 電子繼電器的工作原理

電子繼電器采用4只內(nèi)置電流互感器對(duì)電動(dòng)機(jī)電流檢測(cè)，其中斷相與過流采樣系統(tǒng)相互獨(dú)立。當(dāng)供電線路缺相或斷相時(shí)，斷相傳感器所感應(yīng)的信號(hào)通過邏輯門電路處理后輸人中心控制電路，經(jīng)過2 S的延時(shí)，中心控制電路輸出控制信號(hào)，使內(nèi)置繼電器動(dòng)作、輸出觸點(diǎn)斷開，從而使交流接觸線圈釋放，電動(dòng)機(jī)供電被切斷。

當(dāng)電動(dòng)機(jī)過流或過載，電動(dòng)機(jī)主回路電流大于過流調(diào)節(jié)旋鈕設(shè)定值時(shí)，電流采樣信號(hào)經(jīng)與電流設(shè)定值比較輸入中心控制電路，再由批示電路驅(qū)動(dòng)設(shè)置指示燈閃亮。當(dāng)過載時(shí)間達(dá)到設(shè)定值時(shí)，中心控制電路輸出信號(hào)使內(nèi)置繼電器動(dòng)作、輸出觸點(diǎn)斷開，電動(dòng)機(jī)供電被切斷。

2．2 電子繼電器的特點(diǎn)

（1）故障信號(hào)采用穿孔式電流取樣，與主回路脫離，避免了發(fā)熱。

（2）增加了延時(shí)范圍3～60s電流調(diào)節(jié)旋鈕，解決了設(shè)定保護(hù)電流與動(dòng)作時(shí)限配合問題，使用者可以根據(jù)設(shè)備的具體情況靈活地選用延時(shí)設(shè)定值。

（3）因?qū)嘞喙收喜扇—?dú)立的取樣信號(hào)系統(tǒng)，使電子繼電器能在（2±0．5）s時(shí)限內(nèi)準(zhǔn)確、迅速地動(dòng)作而保護(hù)電動(dòng)機(jī)。

（4）智能化管理，能正確判斷故障，指出故障原因并保持記憶，以方便維修人員檢修。

3 熱繼電器與電子繼電器的性能對(duì)比

表1為電子繼電器與熱繼電器各項(xiàng)性能的對(duì)比。

4 使用電子繼電器的注意事項(xiàng)

（1）電子繼電器的整定電流按要求設(shè)定后，在使用中切不可隨意調(diào)節(jié)，運(yùn)行穩(wěn)定后最好用蠟封好。

（2）復(fù)位按鈕最好設(shè)在“手動(dòng)”位置，只有按下復(fù)位按鈕方可復(fù)位，這樣能提醒維修人員查清故障原因，避免誤操作。